AT394753B - CONTROL DEVICE FOR A HYDROSTATIC MACHINE - Google Patents

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AT394753B AT0049286A AT49286A AT394753B AT 394753 B AT394753 B AT 394753B AT 0049286 A AT0049286 A AT 0049286A AT 49286 A AT49286 A AT 49286A AT 394753 B AT394753 B AT 394753B
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Rexroth Mannesmann Gmbh
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
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Description

AT 394 753 BAT 394 753 B

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine hydrostatische Maschine mit einer Einrichtung zum Einstellen des Verdrängungs- bzw. Schluckvolumens und mit Anschlußleitungen an eine Hoch- und Niederdruckleitung, wobei in einer der Anschlußleitungen ein Schaltventil vorgesehen ist.The invention relates to a control device for a hydrostatic machine with a device for adjusting the displacement or swallowing volume and with connecting lines to a high and low pressure line, a switching valve being provided in one of the connecting lines.

Bei einer sekundärgeregelten hydrostatischen Maschine ist es bekannt (R. Kordak: "Praktische Auslegung sekundärgeregelter Antriebssysteme" in o + p "Ölhydraulik und Pneumatik" 1982), die Maschine über ein sperrbares Rückschlagventil mit dem Ringleitungssystem zu verbinden. Das Rückschlagventil dient in Störungsfällen zum Abschalten der Maschine vom Drucknetz, wodurch von der Maschine nur mehr Druckmittel in die Ringleitung eingespeist werden kann. Somit erfüllt dieses Schaltventil eine Notfunktion.In the case of a secondary-controlled hydrostatic machine, it is known (R. Kordak: "Practical design of secondary-controlled drive systems" in o + p "Oil hydraulics and pneumatics" 1982) to connect the machine to the ring line system via a lockable check valve. The check valve is used in the event of malfunctions to switch off the machine from the pressure network, which means that only more pressure medium can be fed into the ring line by the machine. This switching valve thus fulfills an emergency function.

Die Verstelleinrichtung einer hydrostatischen Maschine, beispielsweise einer Axialkolbenmaschine, weist eine bestimmte Trägheit auf, die sich insbesondere dann als nachteilig erweist, wenn die Maschine plötzlich belastet wird. Durch die Verstelleinrichtung wird das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen der Maschine in der kürzest möglichen Zeit auf den größtmöglichen Wert verstellt, um hierdurch einen zu hohen Drehzahleinbruch zu vermeiden. In der Folge wird die Einstellung der Maschine auf einen solchen Wert zurückgenommen, der für die Beharrung erforderlich ist, wenn die Maschine mit einem bestimmten Drehmoment belastet ist und eine bestimmte Drehzahl einhalten soll.The adjustment device of a hydrostatic machine, for example an axial piston machine, has a certain inertia, which proves to be disadvantageous in particular when the machine is suddenly loaded. The displacement or swallowing volume of the machine is adjusted to the greatest possible value in the shortest possible time by the adjusting device, in order to avoid an excessive drop in speed. As a result, the setting of the machine is reduced to a value which is necessary for the persistence if the machine is loaded with a certain torque and is to maintain a certain speed.

Die Ausregelzeit, in der nach dem Aufbringen eines Lastmomentes die Nenndrehzahl der Maschine wieder erreicht wird, ist bei einer hydrostatischen Maschine verhältnismäßig lang. Da es jedoch z. B. bei Walzvorgängen darauf ankommt, das Material, dessen Querschnitt zwischen den Walzen reduziert wird, möglichst zugfrei und ohne Stauchung über das Gerüst zu fahren, da sonst Qualitätseinbußen bedingt werden, werden an die Dynamik des Antriebes hohe Anforderungen gestellt.The settling time in which the nominal speed of the machine is reached again after the application of a load torque is relatively long in the case of a hydrostatic machine. However, since z. B. in rolling processes it is important to move the material, the cross section of which is reduced between the rollers, as draft-free as possible and without compression over the stand, since otherwise losses in quality are required, high demands are placed on the dynamics of the drive.

Demnach liegt der gegenständlichen Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ausregelzeit einer hydrostatischen Maschine zu verkürzen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß parallel zum Schaltventil ein Regelventil vorgesehen ist, das bei gesperrtem Schaltventil und im Leerlaufbetrieb der Maschine auf einen solchen Wert einstellbar ist, bei dem das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen einem vorbestimmten Lastdrehmoment entspricht.Accordingly, the object of the present invention is to shorten the settling time of a hydrostatic machine. This is achieved according to the invention in that a control valve is provided parallel to the switching valve, which can be set to such a value when the switching valve is blocked and when the machine is idling that the displacement or swallowing volume corresponds to a predetermined load torque.

Da sich hierdurch die Verstelleinrichtung der Maschine bereits vor dem Auftreten des Lastmoments in der dem Lastmoment entsprechenden Stellung befindet, wird die Ausregelzeit stark verkürzt, sobald beim erwarteten Auftreten des Momentes bzw. kurz vor Auftreten des Momentes das Schaltventil in Durchlaßstellung geschaltet wird. Das auf den verringerten Druckwert eingestellte Regelventil ermöglicht den Durchfluß der erforderlichen Strömungsmittelmenge zur hydrostatischen Maschine.As a result, the adjusting device of the machine is already in the position corresponding to the load torque before the occurrence of the load torque, the settling time is greatly reduced as soon as the switching valve is switched to the open position when the moment is expected to occur or shortly before the moment occurs. The control valve set to the reduced pressure value enables the flow of the required amount of fluid to the hydrostatic machine.

Die gegenständliche Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Ventilanordnung mit einem Stromregelventil für eine Axialkolben-maschine zum Antrieb eines Walzengerüstes, Fig. 2 eine Ventilanordnung mit einem Druckreduzierventil und Fig. 3 eine Ventilanordnung mit einem Druckbegrenzungsventil.The present invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing, in which: Fig. 1 shows a valve arrangement with a flow control valve for an axial piston machine for driving a roll stand, Fig. 2 shows a valve arrangement with a pressure reducing valve, and Fig. 3 shows a valve arrangement with a pressure relief valve.

Gemäß Fig. 1 treibt eine Axialkolbenmaschine (10) über ein Getriebe (11) die beiden nicht dargestellten Walzen eines Walzenwerkgerüstes an. Der Axialkolbenmaschine (10) ist eine Verstelleinrichtung (12) zugeordnet, durch welche der Schwenkwinkel und damit das Schluckvolumen des Motors (10) einstellbar ist. Druckseitig ist der Motor (10) über eine Leitung (14) und einen Steuerblock (15) an eine Druckleitung (16) mit einem eingeprägten Systemdruck (P) angeschlossen. Ablaufseitig ist der Motor über eine Leitung (17) mit einer zum Tank (T) führenden Leitung (18) oder mit einer Niederdruckleitung verbunden. Weiters ist eine Leitung (19) vorgesehen, welche zu einer Leckölleitung (L) führt.According to FIG. 1, an axial piston machine (10) drives the two rolls, not shown, of a roll mill stand via a gear (11). An adjustment device (12) is assigned to the axial piston machine (10), by means of which the swivel angle and thus the swallowing volume of the motor (10) can be adjusted. On the pressure side, the motor (10) is connected via a line (14) and a control block (15) to a pressure line (16) with an impressed system pressure (P). On the outlet side, the motor is connected via a line (17) to a line (18) leading to the tank (T) or to a low-pressure line. A line (19) is also provided, which leads to a leak oil line (L).

Der Steuerblock (15) enthält ein Schaltventil (20), das in der Zuflußleitung (14) angeordnet ist. Das Schaltventil (20) ist durch ein Rückschlagventil gebildet, das von einem Drucksignal in einer Steuerleitung (21) in die Durchlaßstellung schaltbar ist. Parallel zum Schaltventil (20) ist ein elektrisch ansteuerbares Stromregelventil (22) angeordnet.The control block (15) contains a switching valve (20) which is arranged in the inflow line (14). The switching valve (20) is formed by a check valve which can be switched into the open position by a pressure signal in a control line (21). An electrically controllable flow control valve (22) is arranged parallel to the switching valve (20).

Im Leerlaufbetrieb des Motors (10), in dem dieser lediglich die Walzen des Gerüstes antreibt, wird das Schaltventil (20) in die Sperrstellung geschaltet und wird das Stromregelventil (22) in Drosselstellung gebracht. Der in der Leitung (14) zwischen dem Steuerblock (15) und dem Motor (10) vorhandene Druck wird zum Tank hin abgebaut. Da der Motor (10) druckseitig die am Stromregelventil (22) eingestellte Flüssigkeitsmenge bei verhältnismäßig geringem Druck erhält, muß die Verstelleinrichtung (12) das Schluckvolumen des Motors (10) vergrößern, um hierdurch das Leerlaufmoment aufzubringen. Die Verstellung erfolgt in bekannter Weise abhängig vom Einlaßdruck der Maschine bzw. abhängig von der an der Maschine anstehenden Druckdifferenz.When the motor (10) is idling, in which it only drives the rollers of the stand, the switching valve (20) is switched into the blocking position and the flow control valve (22) is brought into the throttle position. The pressure in the line (14) between the control block (15) and the engine (10) is reduced towards the tank. Since the motor (10) on the pressure side receives the amount of liquid set on the flow control valve (22) at a relatively low pressure, the adjusting device (12) must increase the swallowing volume of the motor (10) in order to apply the idling torque. The adjustment is carried out in a known manner depending on the inlet pressure of the machine or depending on the pressure difference applied to the machine.

Mittels der Einstellung des Stromregelventils (22) wird das Schluckvolumen des Motors (10) auf einen solchen Wert gebracht, den er im Beharrungszustand bei zwischen den Walzen eingefahrenem Material haben müßte. Dieses Schluckvolumen und der entsprechende Schwenkwinkel der Maschine können vorher bestimmt werden und sind somit bekannt. Sobald der Drehmomentstoß erfolgt, da das zu wälzende Material in den Walzenspalt eintritt, wird das Schaltventil (20) in die Durchlaßstellung umgeschaltet, wodurch der Motor (10) den vollen Druckmittelstrom erhält. Hierdurch entfällt der Zeitverlust, der zum Umstellen des Motors (10) vom Leerlauf auf Lastbetrieb erforderlich wäre.By means of the setting of the flow control valve (22), the swallowing volume of the motor (10) is brought to such a value that it would have to have in the steady state with the material inserted between the rollers. This swallowing volume and the corresponding swivel angle of the machine can be determined beforehand and are therefore known. As soon as the torque surge occurs because the material to be rolled enters the nip, the switching valve (20) is switched to the open position, whereby the motor (10) receives the full pressure medium flow. This eliminates the loss of time that would be required to switch the engine (10) from idle to load operation.

Beim Aufsteuern des Schaltventils (20) verändert sich das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine und damit deren Schwenkwinkel nur geringfügig, wodurch die Ausregelzeit für die Drehzahl beim Aufschalten des Drehmomentes stark verkürzt ist Der Steuerblock (15) ist vorzugsweise unmittelbar auf dem Druckflansch der -2-When the switching valve (20) is opened, the swallowing volume of the axial piston machine and thus its swivel angle changes only slightly, which greatly shortens the settling time for the speed when the torque is applied. The control block (15) is preferably located directly on the pressure flange of the -2-

Claims (4)

AT 394 753 B Axialkolbenmaschine (10) montiert. Mit dem Schaltventil (20) läßt sich außerdem die Maschine (10) von der Druckleitung (16) abschalten, um beispielsweise die Energiezufuhr bei Not-Aus zu unterbrechen. Dann kann die Maschine noch generatorisch arbeiten und Energie über das sich öffnende Rückschlagventil an die Druckleitung (16) abgeben. Anstelle des Stromregelventils können auch Druckventile vorgesehen sein, die den Nachteil vermeiden, daß bei einer Hubverstellung der Maschine, also bei einer Schwenkwinkeländerung der Axialkolbenmaschine sich die Druckdifferenz am Stromregelventil und damit der Durchfluß ebenfalls ändern. Deshalb wird die Steuerung mit Druckventilen stabilisiert und die Druckkoppelung des sekundär geregelten Systems berücksichtigt, wogegen ein Stromventil lediglich die Stromkoppelung berücksichtigt Gemäß Fig. 2 liegt im Steuerblock (15) parallel zu dem Schaltventil (20) ein elektrisch verstellbares, vorgesteuertes Druckreduzierventil (25). Mit dem Druckreduzierventil (25) wird der Betriebsdruck (A) in der Leitung (14) und damit in der Anschlußleitung der Maschine (10) begrenzt. Da hierdurch der Druck in der Leitung (14) auf einen gegenüber dem Systemdruck in der Leitung (16) niedrigeren Wert reduziert wird, wird der Maschine (10) dann eine kleine Druckdifferenz angeboten, wenn im Leerlaufbetrieb das Schaltventil (20) in Sperrstellung geschaltet ist. Die Maschine (10) schwenkt deshalb aus, um bei der kleinen Druckdifferenz den Drehmomentenbedarf im Leerlauf zu decken. Der reduzierte Druck in der Leitung (14) wird durch das Druckreduzierventil (25) so eingestellt, daß die Verstelleinrichtung der Maschine ein solches Hubvolumen bewirkt, welches die Maschine braucht, um das erforderliche Lastmoment abzugeben, sobald das Schaltventil (20) geöffnet wird, wodurch der volle Betriebsdruck an der Maschine (10) ansteht. Dabei ändern sich das Hubvolumen der Maschine (10) und damit deren Schwenkwinkel entweder gar nicht oder nur sehr geringfügig. Es ist damit nicht müder Zeitverlust für den Schwenkvorgang beim Auftreten des Drehmomentstoßes vermieden, sondern es ist auch die Steuerung stabilisiert. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der in die zur Tankleitung (18) führende Ausgangsleitung (17) der Maschine ein Druckbegrenzungsventil (26) eingeschaltet ist. Mit diesem Ventil (26) wird bei gesperrtem Schaltventil (20) am Anschluß (R) des Ventilblocks (15) ein Betriebsdruck und so an der Maschine (10) eine Druckdifferenz eingestellt, die ausreicht, um den Drehmomentbedarf der Maschine im Leerlauf zu decken. Hierdurch ist die Maschine durch die Verstelleinrichtung (12) auf ein solches Hubvolumen eingestellt, das zur Abgabe des Lastmomentes erforderlich ist, sobald das Schaltventil (20) geöffnet wird, wodurch an der Maschine (10) die volle Druckdifferenz wirksam wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Steuereinrichtung für eine hydrostatische Maschine mit einer Einrichtung zum Einstellen des Verdrängungs-bzw. Schluckvolumens, mit Anschlußleitungen an eine Hoch- und Niederdruckleitung, wobei in einer der Anschlußleitungen der Maschine ein Schaltventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Schaltventil (20) ein Regelventil (22, 25, 26) vorgesehen ist, das bei gesperrtem Schaltventil (20) und im Leerlaufbetrieb der Maschine auf einen solchen Wert einstellbar ist, bei dem das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen einem voibestimmten Lastdrehmoment entspricht.AT 394 753 B axial piston machine (10) installed. The switching valve (20) can also be used to switch off the machine (10) from the pressure line (16), for example to interrupt the energy supply in the event of an emergency stop. Then the machine can still work as a generator and deliver energy to the pressure line (16) via the check valve that opens. Instead of the flow control valve, pressure valves can also be provided which avoid the disadvantage that the pressure difference at the flow control valve and thus the flow rate also change when the machine is adjusted in the stroke, that is to say when the axial piston machine changes the swivel angle. Therefore, the control is stabilized with pressure valves and the pressure coupling of the secondary regulated system is taken into account, whereas a flow valve only takes the current coupling into account. The pressure reducing valve (25) limits the operating pressure (A) in line (14) and thus in the connecting line of the machine (10). Since this reduces the pressure in line (14) to a lower value than the system pressure in line (16), the machine (10) is then offered a small pressure difference when the switching valve (20) is switched to the blocking position in idle mode . The machine (10) therefore swings out in order to cover the torque requirement when idling at the small pressure difference. The reduced pressure in the line (14) is adjusted by the pressure reducing valve (25) so that the adjusting device of the machine effects such a stroke volume that the machine needs to deliver the required load torque as soon as the switching valve (20) is opened, whereby the full operating pressure is applied to the machine (10). The stroke volume of the machine (10) and thus its swivel angle change either not at all or only very slightly. This does not prevent tired loss of time for the swiveling process when the torque surge occurs, but the control is also stabilized. 3 shows an embodiment in which a pressure relief valve (26) is switched on in the outlet line (17) of the machine leading to the tank line (18). With this valve (26), when the switching valve (20) is blocked, an operating pressure is set at the connection (R) of the valve block (15) and so a pressure difference is set on the machine (10) which is sufficient to cover the torque requirement of the machine when idling. As a result, the machine is set by the adjusting device (12) to such a stroke volume that is required to deliver the load torque as soon as the switching valve (20) is opened, as a result of which the full pressure difference becomes effective on the machine (10). PATENT CLAIMS 1. Control device for a hydrostatic machine with a device for adjusting the displacement or. Swallowing volume, with connecting lines to a high and low pressure line, a switching valve being provided in one of the connecting lines of the machine, characterized in that a control valve (22, 25, 26) is provided in parallel with the switching valve (20). 20) and can be set to a value in idle mode of the machine at which the displacement or swallowing volume corresponds to a predetermined load torque. 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil durch ein Druckreduzierventil (25) gebildet ist, das in der mit der Druckleitung (16) verbundenen Anschlußleitung (14) angeordnet ist (Fig. 2).2. Control device according to claim 1, characterized in that the control valve is formed by a pressure reducing valve (25) which is arranged in the connecting line (14) connected to the pressure line (16) (Fig. 2). 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil durch ein Druckbegrenzungsventil (26) gebildet ist, das in der mit der Tankleitung (18) verbundenen Anschlußleitung (17) angeordnet ist (Fig. 3).3. Control device according to claim 1, characterized in that the control valve is formed by a pressure relief valve (26) which is arranged in the connecting line (17) connected to the tank line (18) (Fig. 3). 4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (22, 25, 26) elektrisch verstellbar ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control valve (22, 25, 26) is electrically adjustable. For this 1 sheet drawing -3-
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